[发明专利]航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法

说明书

本发明公开了一种航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法，该制备方法包括以下步骤：将环氧树脂用丙酮溶解后喷涂在处理过的航空材料基材上，得到粘接层，然后将硬脂酸锌粉体与环氧树脂用机械搅拌混合均匀后加入固化剂，再加入适量的丙酮混合均匀后喷涂在粘接层上，将所得涂层样品在室温条件下干燥，然后将其在乙酸溶液中刻蚀，清洗干燥后在硬脂酸的无水乙醇溶液修饰，干燥即得疏水涂层。本发明的疏水涂层的制备方法具有可控性好，环保安全，制备工艺简便，成本较低等优势，适用于航空材料表面涂层。

一、技术领域

本发明涉及一种功能材料制备领域，更具体的说是一种航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法。

二、背景技术

航空飞行器主要在大气环境中飞行，当在对流层遇到水汽，容易在暴露在外的航空材料表面凝结结冰，特别是尾翼结冰将会显著地破坏飞行器的空气动力学性能，尾翼结冰使得飞行器的翼阻增加、升阻比降低，从而导致飞行器的空气动力学稳定性能下降，严重时会导致飞行器发生机械抖动，从而对飞行器的安全产生严重威胁，因此，发展航空材料表面疏水涂层具有重要意义。

目前，国内外的科研人员已通过模板法、刻蚀法、溶胶-凝胶法等，制备出了多种疏水涂层，并报道了其制备方法。然而，由于基体材料与涂层工艺的不同，涂层效果差别极大，尤其是针对航空材料的疏水涂层报道相对较少。尽管现有疏水涂层的制备方法有一些优点，也有诸多亟待改进的地方，如有的方法采用了对环境有害的成分，有的制备工艺复杂导致成本较高，有的制备涂层疏水效果不佳或与基体结合力不好，特别是制备方法的可控性较差，因此，很少得到推广应用。

三、发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术的不足，保证涂层中不含对环境有害的成分，简化制备工艺，降低成本，提高涂层疏水效果以及与基体结合力，提供一种航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种航空材料表面环保疏水涂层的可控制备方法，按照如下步骤进行：

1)前处理：航空材料基材先用0.1-0.2mol/L的盐酸溶液清洗2-5min，再用去离子水冲洗，然后用0.1-0.2mol/L的氢氧化钠溶液清洗2-10min，水洗至中性后用丙酮冲洗，干燥；

2)表面涂层：将环氧树脂溶解在稀释剂中，喷涂在前处理后的基材上至厚度为5-60μm，等待20-30min得到粘接层；然后将疏水颗粒和环氧树脂按质量比0.5-3:1用机械搅拌混合均匀，再加入固化剂混合，最后加入稀释剂配制成喷涂溶液，喷涂在粘接层上至厚度为50-1000μm，室温条件下干燥；

3)刻蚀：将涂层后材料置于40-60vol％乙酸溶液中，刻蚀1-10min，水洗至中性，在30-80℃下干燥20-40min；

4)表面修饰：将刻蚀后材料置于0.5-5wt％硬脂酸无水乙醇溶液中，修饰5-60min，在20-70℃下干燥10-30min，待无水乙醇完全挥发后即得疏水涂层。

其中，所述的稀释剂是丙酮或乙酸乙酯中的一种；

所述的航空材料基材是航空铝材7075；

所述的环氧树脂是E51型环氧树脂，固化剂是W93型胺类固化剂；

所述的喷涂压力为0.5-0.65MPa；

所述的环氧树脂和稀释剂的质量比为1:6-10；

所述的环氧树脂和固化剂的质量比为10:2-5；

所述的疏水颗粒为硬脂酸锌、硬脂酸镁或二氧化硅中的一种，粒径为0.1-2μm。

与现有技术相比，本发明的优势在于：